(57)【要約】【課題】燃焼機関の燃料消費及び排気排出の点において改良された燃料噴射ノズルを提供する。【解決手段】燃焼機関用の燃料噴射ノズルが、空洞を備えるノズル本体、及びノズル本体の空洞内に軸方向に移動可能にセットされたノズルニードルを備えており、空洞は弁座穴及び弁座穴に続く止まり穴に分割されており、止まり穴からは燃料噴射路が分岐しており、このとき弁座穴は止まり穴に向かう方向において円錐状に先細に形成されており、また、弁座穴を取り囲む内壁を第１弁座面と規定し、また、ノズルニードルは弁座部分及び弁座部分に続く先端部分を有しており、このとき弁座部分の外周は円錐状に先細になっており、外周を第２の弁座面と規定し、第２弁座面は、第１弁座面と協働するよう設定されているため、流量断面の制御が可能な弁が形成され、また、止まり穴は、止まり穴の底に向かう方向において円錐状に先細に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機関用の燃料噴射ノズル（１）であって、一つの空洞（３０）を備えるノズル本体（１０）、及び、該ノズル本体（１０）の該空洞（３０）内に軸方向に移動可能にセットされた一つのノズルニードル（２０）を備え、
前記空洞（３０）は一つの弁座穴（３１）及び該弁座穴（３１）に続く一つの止まり穴（３５）に分割され、該止まり穴（３５）からは少なくとも一つの燃料噴射路（３３）が分岐しており、前記弁座穴（３１）は前記止まり穴（３５）に向かう方向に円錐状に先細に形成されており、また、前記弁座穴（３１）を取り囲む内壁を第１弁座面（３２）と規定し、また、
前記ノズルニードル（２０）は一つの弁座部分（２１）及び該弁座部分（２１）に続く一つの先端部分（２５）を有しており、該弁座部分（２１）の外周は円錐状に先細になっており、該外周を第２の弁座面（２２）と規定し、該第２弁座面（２２）は、前記第１弁座面（３２）と協働するよう設定されているため、流量断面の制御が可能な弁（Ｖ）が形成される燃料噴射ノズル（１）において、
前記止まり穴（３５）が、該止まり穴（３５）の底（３６）に向かう方向において円錐状に先細に形成されていることを特徴とする、燃料噴射ノズル（１）。
【請求項２】
前記弁座部分（２１）から前記先端部分（２５）への移行部におけるノズルニードル直径（ｄＵ）が、前記弁座穴（３１）から前記止まり穴（３５）への移行部における空洞直径（ＤＵ）より大きいことを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射ノズル（１）。
【請求項３】
前記止まり穴（３５）の円錐度を規定する止まり穴角度（ε）が６０〜７０度であることを特徴とする、請求項１または２に記載の燃料噴射ノズル（１）。
【請求項４】
前記弁座穴（３１）及び前記弁座部分（２１）の円錐度を規定する弁座角度（σ）がおよそ９０度であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料噴射ノズル（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１のおいて書きに記載された、燃焼機関のための燃料噴射ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述のような燃料噴射ノズルは、特許文献１より知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許第１０２００６０４３４６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、燃焼機関の燃料消費及び排気排出の観点において改良された燃料噴射ノズルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題は、請求項１に記載の燃料噴射ノズルにより解決される。本発明の発展形は従属請求項により定義される。
【０００６】
本発明による、燃焼機関用の燃料噴射ノズルは、一つの空洞を持つ一つのノズル本体、及び、該ノズル本体の前記空洞内において軸方向に移動可能に取り付けられたノズルニードルを有しており、前記空洞は、弁座穴と、該弁座穴に続く止まり穴とに分けられており、該止まり穴からは少なくとも一つの燃料噴射路が分岐しており、このとき前記弁座穴は前記止まり穴の方向に向かって円錐状に先細になるように形成されており、また、前記弁座穴を取り囲む内壁を第１弁座面と規定し、また、前記ノズルニードルは、弁座部分及び該弁座部分に続く噴射部分を有しており、該弁座部分の外周は円錐状に先細になっており、該外周を第２の弁座面と規定し、該第２弁座面は、前記第１弁座面と協働するように設定されているために、流量断面を制御する弁が形成される。
【０００７】
前記燃料噴射ノズルは、前記止まり穴、又は、前記止まり穴の略直線状又は平面状の壁面部分が、前記止まり穴の底に向かって円錐状に先細に形成されていることを特徴としている。望ましくは前記空洞の断面は円形であって、前記止まり穴の底又は前記止まり穴の壁面部分の輪郭は、円形状に湾曲した輪郭又は双曲線状に湾曲した輪郭のように、カーブ状に湾曲している。
【０００８】
さらに、前記ノズルニードルの先端部分の先端は望ましくは点状になっていて、前記燃料噴射路への分岐を有する前記止まり穴のレベルを過ぎて、前記止まり穴内まで伸びているため、それにより流体工学的にさらなる長所が得られる。
【０００９】
本発明において前記止まり穴が円錐状又は斜面状に形成されていることにより、前記止まり穴は、弁の寸法が同じであれば、従来技術と比較して容積が小さいため、より低い燃料消費、より低い炭化水素（ＨＣ）排出、及び（重油運転における）燃料噴射ノズルのコーキングの低減につながり、それにより、隣接する部材の摩耗も低減される。
【００１０】
前記止まり穴が円錐状又は斜面状に形成されているために、本発明の燃料噴射ノズルの運転中、流入する燃料の壁離脱が低下し、そのためにキャビテーションが低下して圧力損失も低下し、それにより、燃料噴射における噴霧化が最適化され、それにより燃焼も最適化される。
【００１１】
換言すると、本発明による燃料噴射ノズルの実施形態により、最大の止まり穴圧力及び最低の止まり穴容量、及び場合によっては追加的な境界条件という点について最適の解決法が提供される。前記止まり穴の円錐度を規定する止まり穴角度は望ましくは６０〜７０度である。
【００１２】
本発明の一つの実施例によると、前記弁座部分から前記先端部分への移行部におけるノズルニードル直径は、前記弁座穴から前記止まり穴への移行部における空洞直径よりも大きい。
【００１３】
そのため、弁が閉じた状態において前記ノズルニードルは、その弁座面（第２弁座面）により、ノズル本体の弁座面（第１弁座面）においていくらか高いところに位置するため、弁座穴から止まり穴への移行部が露出される。このような幾何学的構成により、開弁時には、流入する燃料の断面が連続的に減少され、流れの「遷移」が回避される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一つの実施例による燃料噴射ノズルの部分を図式化した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明について、望ましい実施の形態及び付属の図を用いて詳細に説明する。
【００１６】
図１には、内燃機関などの燃焼機関（図示されず）のための燃料噴射ノズル１の断面が図示されている。
【００１７】
燃料噴射ノズル１は、ノズル本体１０及び円柱状の断面を持つノズルニードル２０を備えている。
【００１８】
ノズル本体１０は、円柱状の断面を持つ空洞３０を備えており、該空洞３０は一つの弁座穴３１、及び、該弁座穴３１に続く一つの止まり穴３５に分かれている。
【００１９】
前記弁座穴３１は、前記止まり穴に向かう方向において、弁座角度σで円錐状に又は斜面状に先細に形成されており、このとき前記弁座穴３１を取り囲む内壁に第１弁座面３２が規定される。
【００２０】
止まり穴３５は、止まり穴３５の底３６に向かう方向において、止まり穴角度εで円錐状に又は斜面状に先細に構成されており、このとき止まり穴３５の円錐度を規定する止まり穴角度はε＝６０〜７０度である（図示された実施例においてはε≒６２度）。止まり穴３５からは、燃焼機関の燃焼室へ燃料を噴射するために設けられた、少なくとも一つの燃料噴射路３３が分岐している。
【００２１】
空洞３０は、弁座穴３１から止まり穴３５への移行部において空洞直径ＤＵを有している。
【００２２】
ノズルニードル２０は、該ノズルニードル２０の長手方向において、図示されていないバネにより生成される閉鎖力に抗して軸方向に移動可能なように、ノズル本体１０の空洞３０内にセットされている。ノズルニードル２０は弁座部分２１及び、この弁座部分２１に続く先端部分２５を有している。
【００２３】
ノズルニードル２０の弁座部分２１の外周は、弁座角度σで円錐状又は斜面状に先細になっており、この外周を第２の弁座面２２と規定する。該第２弁座面２２は、第１弁座面３２と同じ角度で構成されていることにより、また、ノズルニードル２０の長手方向の端に配置されていることにより、第１弁座面３２と協働するよう設定されているため、流量断面の制御が可能な弁Ｖが形成される。
【００２４】
ノズルニードル２０の先端部分２５の外周は、先端角度αで円錐状又は斜面状に先細になっており、図示された実施例においてはこの先端角度はα＝６０度である。
【００２５】
図示された実施例によると、弁座穴３１及び弁座部分２１の円錐度を規定する弁座角度はσ＝９０度である。
【００２６】
ノズルニードル２０は弁座部分２１から先端部分２５への移行部分においてノズルニードル直径ｄＵを有する。
【００２７】
図示された実施例によると、ノズルニードル直径ｄＵは、空洞直径ＤＵよりいくらか大きいため、図示された弁Ｖが閉じた状態においては、ノズルニードル２０における移行部又はノズルニードル直径ｄＵは、空洞３０の移行部又は空洞直径ＤＵより、高低差Δｈ（図示された実施例においてはΔｈ≒０．５ｍｍ〜１ｍｍ）だけ高いところに位置している。
【００２８】
幾何学的にこのように構成されているため、弁Ｖが開いている場合は、流入する燃料の断面が連続的に減少し、流れの「遷移」が回避される。
【００２９】
その結果、本発明においては、止まり穴３５が円錐状又は斜面状に先細に形成されていることにより、従来技術と比較して止まり穴３５の容量低減が実現され、それにより燃料消費の低減、炭化水素排出（ＨＣ排出）の低減、及び燃料噴射ノズルのコーキング低減（重油運転の場合）につながり、それにより周囲の構成要素の摩耗も低減する。
【００３０】
さらに、止まり穴３５が円錐状又は斜面状に形成されていることにより、本発明の燃料噴射ノズル１の運転中は流入する燃料の壁面離脱が低減され、そのためキャビテーションが低下して圧力損失も低下し、それにより、燃料噴射における噴霧化が最適化され、それにより燃焼が最適化される。換言すると、本発明による燃料噴射ノズル１の実施形態により、最大の止まり穴圧力及び最低の止まり穴容量という点において最適の解決法が提供される。
【符号の説明】
【００３１】
１    燃料噴射ノズル
１０  ノズル本体
２０  ノズルニードル
２１  弁座部分
２２  第２弁座面
２５  先端部分
３０  空洞
３１  弁座穴
３２  第１弁座面
３３  燃料噴射路
３５  止まり穴
３６  底
Ｖ    弁
ＤＵ  空洞直径
ｄＵ  ノズルニードル直径
Δｈ  高低差
ε    止まり穴角度
σ    弁座角度
α    先端角度
【図１】
2010255620.tif 000003